電池管理系統(tǒng)(BatteryManagementSystem,BMS)作為鋰電池組的中心操作單元,通過多維度監(jiān)控與智能管理,維護電池安全、優(yōu)化性能并延長壽命。其中心功能涵蓋實時數(shù)據(jù)采集、動態(tài)安全保護、狀態(tài)精細(xì)估算和及時通信交互。在電壓監(jiān)測方面,BMS借助高精度傳感器(如誤差低至±1mV的AFE芯片)實時追蹤單體電池電壓,確保三元鋰電池工作于,防止過充導(dǎo)致的電解液分解或過放引發(fā)的電極結(jié)構(gòu)崩塌。電流與溫度監(jiān)控則通過霍爾傳感器和NTC熱敏電阻實現(xiàn),結(jié)合風(fēng)冷、液冷或相變材料等熱管理技術(shù),將電池組溫度穩(wěn)定在15℃~35℃的理想?yún)^(qū)間,避免熱失控。針對多串電池組中難以避免的電壓差異,BMS采用被動均衡(電阻耗能)或主動均衡(能量轉(zhuǎn)移)技術(shù),前者成本低但效率有限,后者通過電容、電感或DC-DC轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)能量再分配,效率可達(dá)90%以上,明顯緩和“木桶效應(yīng)”對整體容量的制約。BMS的技術(shù)趨勢是什么?共享換電柜BMS電池管理系統(tǒng)研發(fā)
在儲能系統(tǒng)中,儲能電池只與高壓儲能變流器交互,變流器從交流電網(wǎng)取電,給電池組充電,或者電池組給變流器供電,電能通過變流器轉(zhuǎn)換到交流電網(wǎng)。儲能系統(tǒng)的通信、電池管理系統(tǒng)主要與變流器和儲能電站調(diào)度系統(tǒng)有信息交互關(guān)系。另一方面,電池管理系統(tǒng)向變流器發(fā)送重要狀態(tài)信息,確定高壓電力交互狀況,另一方面,電池管理系統(tǒng)向儲能電站的調(diào)度系統(tǒng)PCS發(fā)送較詳盡的監(jiān)視信息。電動汽車BMS在高壓下與電動機和充電機有能量交換關(guān)系的通信方面,與充電機在充電過程中有信息交互,在所有應(yīng)用過程中與整車控制器有較詳細(xì)的信息交互。深圳智慧動鋰電子股份有限公司是從事鋰電池保護管理系統(tǒng) (BMS) 的技術(shù)開發(fā)及鋰電池專門集成電路通路商的國家高新技術(shù)企業(yè)。代理BMS批發(fā)廠家BMS如何實現(xiàn)多電芯管理?
目前BMS架構(gòu)主要分為集中式架構(gòu)和分布式架構(gòu)。集中式BMS將所有電芯統(tǒng)一用一個BMS硬件采集,適用于電芯少的場景。集中式BMS具有成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高的作用,一般常見于容量低、總壓低、電池系統(tǒng)體積小的場景中,如電動工具、機器人(搬運機器人、助力機器人)、IOT智能家居(掃地機器人、電動吸塵器)、電動叉車、電動低速車(電動自行車、電動摩托、電動觀光車、電動巡邏車、電動高爾夫球車等)、輕混合動力汽車。目前行業(yè)內(nèi)分布式BMS的各種術(shù)語五花八門,不同的公司,不同的叫法。動力電池BMS大多是主從兩層架構(gòu)。儲能BMS則因為電池組規(guī)模較大,多數(shù)都是三層架構(gòu),除了從控、主控之外,還有一層總控。從智能手機到太空探索,BMS正在重新定義能源使用方式。隨著固態(tài)電池、鈉離子電池等新技術(shù)的落地,下一代BMS將成為實現(xiàn)“零碳社會”的中心支點,推動人類向更高速、更可持續(xù)的能源未來邁進。
BMS保護板分為分口與同口保護板。保護板為了現(xiàn)實保護電池的功能,必須要能夠主動切斷電池主回路。因此,在電池包內(nèi)部,電池的主回路是要經(jīng)過保護板的。為了對充電和放電都能進行操作,保護板必須具有兩個開關(guān),分別作用于充電和放電回路(姑且這么理解)。在同口保護板中,這兩個開關(guān)串在一條線上,接到電池包外部,充電和放電都經(jīng)過此線。而在分口保護板中,電池分出兩根線,分別接充電開關(guān)和放電開關(guān),再接到電池外部。之所以會出現(xiàn)同口和分口保護板,是為了降低成本:一般電動車鋰電池包的充電電流要比放電電流小,如果兩個開關(guān)串到一條線上,那么兩個開關(guān)就得照著大的買。而分口的話,充電電流小,就可以用一個更小的開關(guān)。這里說的開關(guān),其實就是MOSFET,是鋰電保護板的主要成本,而且國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)受限,重點部件需要進口。隨著科技的不斷進步,BMS正朝著更加智能化、節(jié)能化和小型化的方向發(fā)展。 AI預(yù)測電池故障(如提早30分鐘預(yù)警熱失控),芯片化設(shè)計減少90%線束(通用汽車已應(yīng)用無線BMS)。
SOC的重要性是防止電池?fù)p壞:通過將SOC保持在20%至80%之間,電動汽車BMS可防止電池過度磨損,延長SOH、容量和運行壽命。BMS還依靠準(zhǔn)確的SOC讀數(shù)來降低電池單元因完全充電和深度放電而受損的危險。性能優(yōu)化:電動汽車電池在特定的SOC范圍內(nèi)運行時可實現(xiàn)較好性能。盡管根據(jù)電池化學(xué)成分和設(shè)計的不同,這些范圍也會有所不同,但大多數(shù)電動汽車電池都能在20%至80%SOC范圍內(nèi)實現(xiàn)電力傳輸和強勁的加速性能。估算行駛里程:SOC直接影響電動汽車的行駛里程,這對安全的行程規(guī)劃至關(guān)重要。優(yōu)化能效:精確的SOC測量可較大限度地減少能源浪費,同時較大限度地利用再生制動延長行駛里程。確保充電安全:BMS利用SOC讀數(shù)來調(diào)節(jié)電動汽車電池的充電速率,采用涓流充電和受控充電等技術(shù)來保護電池壽命。 實時監(jiān)測異常(過壓/欠壓/高溫/短路),觸發(fā)保護(斷開電路、報警),并聯(lián)動熱管理系統(tǒng)。共享換電柜BMS電池管理系統(tǒng)研發(fā)
BMS如何保障電池安全?共享換電柜BMS電池管理系統(tǒng)研發(fā)
技術(shù)層面,BMS正朝著高集成化、智能化與車規(guī)級功能安全方向發(fā)展。無線BMS技術(shù)已進入商用階段,通過分布式架構(gòu)與邊緣計算,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的本地處理,減少傳輸負(fù)擔(dān)。AI算法的融入使BMS能夠預(yù)測電池剩余壽命與潛在故障,提前采取維護措施。例如,機器學(xué)習(xí)優(yōu)化充放電策略,適配電力現(xiàn)貨市場峰谷套利需求。應(yīng)用場景方面,BMS已從電動汽車擴展至儲能系統(tǒng)、便攜式電子設(shè)備及航空航天等領(lǐng)域。在智能手機中,微型BMS集成于電路板,側(cè)重輕量化與低功耗設(shè)計;在航空領(lǐng)域,BMS需滿足高可靠性、冗余設(shè)計及極端環(huán)境適應(yīng)要求。隨著2025年《新型儲能安全技術(shù)規(guī)范》的實施,BMS的安全標(biāo)準(zhǔn)進一步升級,消防系統(tǒng)成本占比≥5%,熱失控預(yù)警時間≥30分鐘,推動行業(yè)向更安全、更便捷的方向發(fā)展。共享換電柜BMS電池管理系統(tǒng)研發(fā)